Künstliche Intelligenz: Schreibt der Algorithmus bald Arztbriefe?

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS entwickeln aktuell einen „Arztbriefgenerator“, der die Dokumente bald in kürzester Zeit erstellen könnte. Das bedeutet bei 150 Millionen Arztbriefen, die pro Jahr in Deutschland verfasst werden, eine enorme Zeitersparnis für Krankenhäuser und Arztpraxen.

Die Anwendung basiert auf einer Kombination aus Algorithmen und Künstlicher Intelligenz, auf Natural Language Processing (NLP) bzw. dessen Teilgebiet Large Language Models. Was das ist, erklärt Dario Antweiler im Gespräch mit MEDICA.de.

Herr Antweiler, der Arztbriefgenerator, an dem Sie und Ihr Team zurzeit arbeiten, basiert auf Natural Language Processing. Was genau ist das? Und was sind Large Language Models?

Dario Antweiler: Natural Language Processing (NLP) ist ein Teilgebiet der Informatik, speziell der Computerlinguistik und der Künstlichen Intelligenz (KI), das sich mit der Verarbeitung von menschlicher Sprache durch Computer befasst. Das Forschungsgebiet umfasst Themen wie Spracherkennung, Textverarbeitung, Dialogsysteme und viele weitere Anwendungen.

Hinter Large Language Models (LLMs) verbirgt sich ein mathematisches Konzept, das im Bereich NLP aktuell der dominierende Ansatz ist. Ein LLM ist ein großes neuronales Netzwerk, das mithilfe großer Textdaten durch einen Algorithmus trainiert wurde. Aufgabe eines LLM ist es, ein abstraktes Verständnis für menschliche Sprache aufzubauen und im Anschluss diverse Aufgaben zu lösen, zum Beispiel auf eine Frage sinnvoll zu antworten, ein nächstes Wort in einem Satz vorherzusagen oder Texte thematisch zu sortieren.

Warum widmen Sie sich bei Ihren Forschungen genau diesen Themen und dies in Bezug auf Krankenhäuser?

Antweiler: NLP ist aktuell ein großes Thema in Bereich KI, weil es einerseits sehr viele Daten aus allen möglichen Bereichen gibt und viele Anwendungen Texte verarbeiten müssen. Egal ob Krankenhäuser, Banken oder Jobcenter: Überall werden enorme Mengen an Dokumenten von Menschen erstellt und gelesen. Andererseits haben sich Konzepte und Algorithmen in den letzten Jahren deutlich weiterentwickelt. Zusammen mit verbesserter Hardware können besonders gute KI-Modelle erstellt werden.

Krankenhäuser sind für uns besonders spannend, weil es dort viele komplexe Prozesse und Entscheidungen gibt. In einem großen Krankenhaus entstehen täglich tausende Dokumente oder werden von Patientinnen und Patienten mitgebracht. Darunter sind radiologische Befunde, Arztbriefe, Pflegedokumentationen und vieles mehr. Diese Dokumente durch NLP für das medizinische und Verwaltungspersonal effizienter nutzbar zu machen, birgt unglaubliche Möglichkeiten.

Was genau soll der Arztbriefgenerator können und warum?

Antweiler: Der Arztbriefgenerator wird innerhalb des Forschungsprojekts SmartHospital.NRW der Kompetenzplattform „KI.NRW“ gemeinsam mit der Uniklinik Essen, der RWTH Aachen, der TU Dortmund und den beiden Unternehmen Dedalus und mDoc entwickelt. Unser Ziel ist, eine Software für das ärztliche Personal anzubieten, die bei der Erstellung von Arztbriefen unterstützt.

In Deutschland werden jedes Jahr 150 Millionen Arztbriefe erstellt. Jede Ärztin und jeder Arzt verbringt im Schnitt drei Stunden täglich damit. Dabei werden häufig Informationen aus diversen Systemen zusammenkopiert und dann durch eine Zusammenfassung ergänzt.

Unsere Software soll durch intelligente Vorschläge und Textbausteine dafür sorgen, dass ein hochqualitativer Arztbrief mit allen relevanten Informationen einfacher und schneller geschrieben werden kann. Dadurch reduziert sich der Aufwand für das ärztliche Personal, und die Patientinnen und Patienten haben sehr viel schneller ihren Arztbrief in der Hand.

Wie weit sind Sie mit der Entwicklung?

Antweiler: Wir haben zunächst Anforderungen an eine Lösung mit mehreren Ärztinnen und Ärzten besprochen und ein erstes Design erstellt. Dann ging es an die Entwicklung der Datengrundlage und das Training der KI. Aktuell vergleichen wir verschiedene Architekturansätze und entwickeln parallel die Softwareoberfläche sowie die Anbindung an das Krankenhausinformationssystem. Im kommenden Jahr werden wir an der Uniklinik Essen bereits einen Prototyp testen.

Wie muss man sich die Forschungsarbeiten Ihres Teams dazu vorstellen?

Antweiler: Das große Team besteht sowohl aus ärztlichem, pflegerischem und administrativem Personal aus dem Krankenhaus als auch aus Expertinnen und Experten aus der Informatik und den Wirtschaftswissenschaften. Zusammen erheben wir Anforderungen, definieren Entwicklungspläne, diskutieren Modellergebnisse und planen die Implementierung vor Ort.

Stoßen Sie auch auf Vorbehalte bei Ihrem Forschungsprojekt, in Sachen Datenschutz zum Beispiel?

Antweiler: Es gibt viele wichtige Hinweise, die wir in den Diskussionsrunden mit Klinikpersonal bekommen und in die Entwicklung integrieren. Dazu zählen etwa die Korrektheit und Sicherheit der Daten oder die Einhaltung von Privatsphäre und vieles weitere. Besonders wichtig ist ihnen, dass bestehende Prozesse nicht durch neu eingeführte Tools gestört werden oder dadurch zusätzlicher Dokumentationsaufwand entsteht.

Wann ist mit der Markteinführung des Arztbriefgenerators zu rechnen?

Antweiler: Wir wollen bis Ende 2024 den Arztbriefgenerator an der Uniklinik Essen lauffähig implementieren.

Wo könnte NLP im Klinikalltag noch von Nutzen sein?

Antweiler: Überall dort, wo viele Texte geschrieben oder gelesen werden, kann NLP eingesetzt werden. Dazu zählen die Auswertung mitgebrachter Dokumente von Patientinnen und Patienten, die Auswertung von Radiologie-, Pathologie- oder Laborbefunden, die Integration von medizinischen Leitlinien in die Behandlung bis hin zur vereinfachten Abrechnung.

Mir ist in diesem Zusammenhang noch wichtig zu betonen, dass die Ergebnisse von KI-Systemen eine Unterstützung im Arbeitsalltag sind und sozusagen als zusätzliche „helfende Hand“ interpretiert werden sollten. Der Mensch hat bei der Verwendung immer das letzte Wort, sollte die Inhalte prüfen und kann sie in jedem Fall ändern und anpassen. Auf den Punkt gebracht: Die KI ist dazu da, um den Menschen ihren Arbeitsalltag zu erleichtern.